降低通信卫星能耗的电路及其设计方法技术

本申请公开了降低通信卫星能耗的电路及其设计方法，涉及卫星通信技术领域；通过分支线耦合器来实现功率分配，由于分支线耦合器的隔离口耦合的相位调节模块的设计基础源于对分支线耦合器的正交相位差

【技术实现步骤摘要】
降低通信卫星能耗的电路及其设计方法


[0001]本申请涉及卫星通信
，尤其涉及一种降低通信卫星能耗的电路及其设计方法
。

技术介绍

[0002]随着星地通信日益迫切的业务需求和星网建设的发展，低轨通信卫星的发展越来越倾向于与地面终端的
5G
直连，甚至是与地面手机终端
5G
直连，这就意味着低轨通信卫星的通信体制必须兼容
5G
高峰均比
OFDM
信号以适应高速数据传输的需求
。
[0003]然而为兼容高峰均比信号，并满足卫星载荷下行链路
EI RP
的要求，必将导致卫星下行链路工作在高回退的情况，这将导致卫星载荷下行链路的功耗极大增加
。

技术实现思路

[0004]本申请的主要目的是提供一种降低通信卫星能耗的电路及其设计方法，旨在解决现有技术中卫星载荷下行链路的功耗偏大的问题
。
[0005]为实现上述目的，本申请的实施例采用的技术方案如下：
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种降低通信卫星能耗的电路，包括：分支线耦合器
、
第一输入匹配节
、
第二输入匹配节以及相位调节模块；其中：
[0007]分支线耦合器具有四个端口，分别为输入口
、
直通口
、
隔离口以及耦合口，直通口与第一输入匹配节的输入端耦合，耦合口与第二输入匹配节的输入端耦合，第一输入匹配节的输出端用于与第一功率放大器的输入端耦合，第二输入匹配节的输出端用于与第二功率放大器的输入端耦合，隔离端与相位调节模块的输入端耦合；
[0008]相位调节模块根据分支线耦合器的正交相位差
、
第一功率放大器和第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数仿真获得，相位调节模块用于在第二功率放大器开始工作后，调节相位长度以使第二功率放大器被分配的功率占比随阻抗的变化而增大，直至第二功率放大器和第一功率放大器达到共同饱和状态
。
[0009]在第一方面的一种可能实现方式中，相位调节模块的设计方法包括以下步骤：
[0010]根据分支线耦合器的正交相位差
、
第一功率放大器和第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相位长度；
[0011]根据相位调节模块的相位长度，确定相位调节模块的调节参数，以获得相位调节模块
。
[0012]在第一方面的一种可能实现方式中，相位调节模块包括微带线或移相器，根据相位调节模块的相位长度，确定相位调节模块的调节参数，以获得相位调节模块，包括：
[0013]根据相位调节模块的相位长度，确定微带线的长度参数或移相器的相位长度参数，以获得相位调节模块
。
[0014]在第一方面的一种可能实现方式中，根据分支线耦合器的正交相位差
、
第一功率放大器和第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相
位长度之前，相位调节模块的设计方法还包括：
[0015]根据第二功率放大器用于
C
类偏置时，分别在第一功率状态与第二功率状态下的阻抗参数，获得第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数
。
[0016]在第一方面的一种可能实现方式中，电路还包括第一功率放大器和第二功率放大器，第一输入匹配节的输出端与第一功率放大器的输入端耦合，第二输入匹配节的输出端与第二功率放大器的输入端耦合
。
[0017]在第一方面的一种可能实现方式中，电路还包括两个输出匹配节，输出匹配节的输入端分别与第一功率放大器和第二功率放大器的输出端耦合
。
[0018]在第一方面的一种可能实现方式中，电路还包括阻抗变换器，阻抗变换器的两个输入端分别与一个输出匹配节的输出端耦合，阻抗变换器的输出端作为电路的输出端
。
[0019]第二方面，本申请实施例提供一种降低通信卫星能耗的电路的设计方法，用于获得上述第一方面中任一项提供的降低通信卫星能耗的电路，包括如下步骤：
[0020]根据分支线耦合器的正交相位差
、
第一功率放大器和第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相位长度；
[0021]根据相位调节模块的相位长度，确定相位调节模块的调节参数，以获得相位调节模块；
[0022]调节相位调节模块的调节参数，以对电路的功放进行调试；
[0023]根据第一输入匹配节
、
第二输入匹配节
、
调试的结果
、
分支线耦合器以及相位调节模块，获得降低通信卫星能耗的电路
。
[0024]在第二方面的一种可能实现方式中，根据分支线耦合器的正交相位差
、
第一功率放大器和第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相位长度之前，设计方法还包括：
[0025]根据初始分配比仿真功率分配，获得分支线耦合器
。
[0026]在第二方面的一种可能实现方式中，调节相位调节模块的调节参数，以对电路的功放进行调试之后，设计方法还包括：
[0027]基于
Doherty
设计，获得功率放大器和输出电路；其中，功率放大器包括第一功率放大器和第二功率放大器，输出电路包括输出匹配节和阻抗变换器；
[0028]根据第一输入匹配节
、
第二输入匹配节
、
调试的结果
、
分支线耦合器以及相位调节模块，获得降低通信卫星能耗的电路，包括：
[0029]根据第一输入匹配节
、
第二输入匹配节
、
调试的结果
、
分支线耦合器
、
相位调节模块
、
功率放大器以及输出电路，获得降低通信卫星能耗的电路
。
[0030]与现有技术相比，本申请的有益效果是：
[0031]本申请实施例提出的一种降低通信卫星能耗的电路及其设计方法，通过分支线耦合器来实现功率分配，输入匹配节根据输入的阻抗得到对应的匹配电路，并用于连接不同的功率放大器以实现不同类的偏置，由于在分支线耦合器的隔离口耦合了相位调节模块，而该相位调节模块的设计基础源于对分支线耦合器的正交相位差
、
各功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数的仿真获得，考虑了向不同功放器的输入阻抗差异，并适应第二功率放大器在不同输入功率条件下阻抗的变化，使得相位调节模块能够调节相位长度，以使第二功率放大器被分配的功率占比随阻抗的变化而增大，而由于被分配的功率随阻抗动态增
大，相较于传统的固定功率分配方式，第二功率放大器与第一功率放大器达到共同饱和状态所需要的时间就相应减少，峰均比回退下平均功率拥有更高的效率，实现在保证通信质量的同时减少链路功耗的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种降低通信卫星能耗的电路，其特征在于，包括：分支线耦合器
、
第一输入匹配节
、
第二输入匹配节以及相位调节模块；其中：所述分支线耦合器具有四个端口，分别为输入口
、
直通口
、
隔离口以及耦合口，所述直通口与所述第一输入匹配节的输入端耦合，所述耦合口与所述第二输入匹配节的输入端耦合，所述第一输入匹配节的输出端用于与第一功率放大器的输入端耦合，所述第二输入匹配节的输出端用于与第二功率放大器的输入端耦合，所述隔离端与所述相位调节模块的输入端耦合；所述相位调节模块根据所述分支线耦合器的正交相位差
、
所述第一功率放大器和所述第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数仿真获得，所述相位调节模块用于在所述第二功率放大器开始工作后，调节相位长度以使所述第二功率放大器被分配的功率占比随阻抗的变化而增大，直至所述第二功率放大器和所述第一功率放大器达到共同饱和状态
。2.
根据权利要求1所述的降低通信卫星能耗的电路，其特征在于，所述相位调节模块的设计方法包括以下步骤：根据所述分支线耦合器的正交相位差
、
所述第一功率放大器和所述第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相位长度；根据所述相位调节模块的相位长度，确定所述相位调节模块的调节参数，以获得所述相位调节模块
。3.
根据权利要求2所述的降低通信卫星能耗的电路，其特征在于，所述相位调节模块包括微带线或移相器，所述根据所述相位调节模块的相位长度，确定所述相位调节模块的调节参数，以获得所述相位调节模块，包括：根据所述相位调节模块的相位长度，确定所述微带线的长度参数或所述移相器的相位长度参数，以获得所述相位调节模块
。4.
根据权利要求2所述的降低通信卫星能耗的电路，其特征在于，所述根据所述分支线耦合器的正交相位差
、
所述第一功率放大器和所述第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数进行仿真，获得相位调节模块的相位长度之前，所述相位调节模块的设计方法还包括：根据所述第二功率放大器用于
C
类偏置时，分别在第一功率状态与第二功率状态下的阻抗参数，获得所述第二功率放大器在不同功率状态下的阻抗参数
。5.
根据权利要求1所述的降低通信卫星能耗的电路，其特征在于，所述电路还包括所述第一功率放大器和所述第二功率放大器，所述第一输入匹配节的输出端与所述第一功率放大器的输入端耦合，所述第二输入匹配节的输出端与所述第二功率放大器的输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓豆，郭涛，赵宏杰，陆川，
申请(专利权)人：四川省星时代智能卫星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：